bab iv bangunan pengambilan dan pembilas

26
BAB IV BANGUNAN PENGAMBILAN (INTAKE) DAN BANGUNAN PEMBILAS 4.1 Bangunan Pengambilan (Intake) Bangunan pengambilan berfungsi untuk mengambil air dari sungai dalam jumlah yang diinginkan. Pengambilan dibuat dekat dengan bangunan pembilas dan as bendung. Bangunan pengambilan dilengkapi dengan pintu dan bagian depannya terbuka untuk menjaga jika terjadi muka air tinggi selama banjir. Besarnya bukaan pintu bergantung kepada kecepatan aliran masuk yang diizinkan. Kecepatan ini bergantung kepada ukuran butir bahan yang dapat diangkut. Elevasi ambang bangunan pengambilan ditentukan dari tinggi dasar sungai. Tinggi ambang (p) direncanakan diatas dasar sungai dengan ketentuan sebagai berikut : - 0,50 m jika sungai hanya mengangkut lanau - 0,50 ~ 1,00 m jika sungai juga mengangkut pasir dan kerikil - 1,00 ~ 1,50 m jika sungai juga mengangkut batu – batu bongkah Hal tersebut diatas dimaksudkan agar sedimen – sedimen seperti lanau, pasir, kerikil, dan batu tidak ikut terbawa kedalam saluran pengambilan. Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 85

Upload: angga-pradhana

Post on 23-May-2017

223 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

BAB IV

BANGUNAN PENGAMBILAN (INTAKE) DAN

BANGUNAN PEMBILAS

4.1 Bangunan Pengambilan (Intake)

Bangunan pengambilan berfungsi untuk mengambil air dari sungai dalam

jumlah yang diinginkan. Pengambilan dibuat dekat dengan bangunan pembilas dan as

bendung. Bangunan pengambilan dilengkapi dengan pintu dan bagian depannya

terbuka untuk menjaga jika terjadi muka air tinggi selama banjir. Besarnya bukaan

pintu bergantung kepada kecepatan aliran masuk yang diizinkan. Kecepatan ini

bergantung kepada ukuran butir bahan yang dapat diangkut.

Elevasi ambang bangunan pengambilan ditentukan dari tinggi dasar sungai.

Tinggi ambang (p) direncanakan diatas dasar sungai dengan ketentuan sebagai berikut :

- 0,50 m jika sungai hanya mengangkut lanau

- 0,50 ~ 1,00 m jika sungai juga mengangkut pasir dan kerikil

- 1,00 ~ 1,50 m jika sungai juga mengangkut batu – batu bongkah

Hal tersebut diatas dimaksudkan agar sedimen – sedimen seperti lanau, pasir, kerikil,

dan batu tidak ikut terbawa kedalam saluran pengambilan.

Gambar 4.1 Skema Bentuk Bangunan Pengambilan

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 85

Page 2: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Ketentuan:

Kecepatan aliran adalah 0,6 m/dtk sampai 1 m/dtk

c = 0,6 untuk b < 1 m…………………………..….(1)

c = 0,7 – 0,72 untuk 1,5 < b < 2,0 ………………...(2)

Ukuran penampang

b : h = 1 : 1

b : h = 1,5 : 1

b : h = 2 : 1

Dipilih perbandingan 1 : 1

Tinggi ambang intake tergantung jenis endapannya, yaitu untuk endapan lumpur

(t = 0,5 m), pasir + kerikil (t = 0,5 – 1 m) dan bebatuan ( t = 1 – 1,5 m)

Debit pengambilan rencana (Qpr) = 3,5 m3/dt

b = h

koefisien debit (c) = 0,7 → untuk 1,5 < b < 2,0 ; untuk ambang dibulatkan

Kecepatan air (v) diambil = 1 m/dt

A =

Qv

=

3,51

=3,5 m2

A = b . h

= (h) . h = h2

h = (A)0,5

= (3,5)0,5

= 1,871 m ≈ 1,9 m

b = h

= 1,9 m ( memenuhi persyaratan (2))

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 86

Page 3: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Diambil lebar pintu 1,9 m

Koefisien debit (c) = 0,7 → untuk 1,5 < b < 2,0

v = c√2. g . z

z =

v2

c2 . 2 g

=

12

(0,7 )2 . 2 . 9,81

= 0,104 m

Kontrol :

Q’ = c A √2 .g . z

= c (b . h)√2. g . z

= 0,7 .(1,9 . 1,9 )√2 . 9,81 . 0,104

= 3,61 m3/dt > Q (OK!)

Keterangan :

z = kehilangan tinggi energi pada bukaan (m)

b = lebar bukaan (m)

h = tinggi bukaan (m)

Q = debit pengambilan (m3/dt)

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 87

Page 4: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Tinggi ambang pengambilan 0,5 sampai 1 m (pasir dan kerikil) diambil 1 m dari dasar bendung.

Gambar 4.2 Perencanaan Pintu Pengambilan (Intake)

Elevasi dasar bendung : + 220,00 m

Elevasi ambang : + 221,00 m

Elevasi muka air normal : + 223,40 m

Elevasi muka air banjir : + 225,623 m

4.1.1 Perencanaan Pintu Pengambilan (Intake)

Pada perencanaan pintu saluran intake direncanakan pintu dengan panjang

dan lebar sesuai dengan dimensi ekisting Intake yang didapat .

Diketahui data-data :

Tinggi M.A.B dari elevasi dasar sungai = 5,623 m

Tinggi ambang di bawah pintu pengambilan diambil = 1,0 m (untuk

material yang hanyut berupa batu dan kerikil)

h2 = 5,623 – 1 = 4,623 m

Pintu sekat balok yang digunakan adalah papan kayu jati dengan lebar

papan adalah 25 cm = 0,25 m

h1 = 4,623 – 0,25 = 4,373 m

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 88

Page 5: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Gambar 4.3 Potongan Memanjang Perencanaan Pintu Pengambilan

Tekanan yang diterima masing – masing papan :

P = 12 . γw . (h1 + h2) . h

= 12 . 1 . (4,373 + 4,623) . 0,25

= 1,125 ton/m

L = b + 12

a + 12

a

= b + a

= 1,9 + 0,15 dimana : nilai a = 0,15 m

= 2,05 m

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 89

Page 6: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Gambar 4.4 Tampak Atas Perencanaan Pintu Pengambilan

Momen lentur :

M =

18⋅P⋅L2

=

18⋅1 ,125⋅2,052

= 0,591 ton.m

Kayu kelas I, dengan :

σ = 1500 t/m2 ( PKKI ‘ 61 hal 6)

Kayu terendam air σ =

23 ×1500 t/m2 = 1000 t/m2

σ =

Mw

= M . xIy

=

M⋅( 12⋅t)

112

⋅h⋅t3

=

M .16⋅h ⋅ t2

t 2 =

6 Mh . σ

t = √ 6⋅0 , 5910 ,25⋅1000

t = 0,119 m = 11,9 cm ≈ 12 cm

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 90

Page 7: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Keterangan :

P = tekanan air di depan pintu (ton/m)

L = panjang pintu pengambilan (m)

M = momen lendutan pada pintu (ton m)

t = tebal pintu pengambilan (cm)

Gambar 4.5 Diagram Tekanan Pada Masing – Masing Papan

Dimensi Saluran Primer

Q = 3,5 m3/dt

b = 1,9 m

v = 1 m/dt

Kemiringan talud = 1 : 1

A = ½ (b + b + 2.h).h

= ½ (1,9 + 1,9 + 2.h).h

= 1,9.h + h2

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 91

Page 8: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Q = A.v

3,5 = (1,9.h + h2) . 1

h2 + 1,9 h – 3,5 = 0

Dengan menggunakan rumus ABC : 2a4acbb 2

,

maka didapatkan :

h = 1,148 m ≈ 1,15 m

Tinggi jagaan diambil = 0,60 m (diambil dari tabel untuk Q = 1,0 – 5,0 m3/dt )

Tinggi saluran : H = 1,15 + 0,60 = 1,75 m

Keterangan :

Q = debit pengambilan (m3/dt)

b = lebar dasar saluran (m)

h = tinggi air (m)

A = luas saluran (m2)

V = kecepatan pengambilan (m/dt)

Gambar 4.6 Sketsa Rencana Dimensi Saluran Primer

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 92

Page 9: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

4.2 Bangunan Pembilas (Flushing Gate)

Bangunan pembilas berfungsi untuk mengurangi sebanyak mungkin benda –

benda terapung dan fraksi – fraksi sedimen kasar yang yang masuk ke jaringan saluran

irigasi. Lantai pembilas merupakan kantong tempat mengendapnya bahan – bahan

kasar di depan pembilas pengambilan. Sedimen yang terkumpul dapat dibilas dengan

membuka pintu pembilas secara berkala guna menciptakan aliran terkonsentrasi tepat

di depan pengambilan.

Lebar pintu pembilas (b) = 1,8 m (diambil dari data Bab II Perencanaan Badan

Bendung)

Rumus kecepatan yang dipakai pada pintu pembilas :

vc = 1 .5⋅c⋅√d

dimana :

vc = Kecepatan kritis yang diperlukan untuk pengurasan ( m/dt)

c = Koefisien (tergantung dari bentuk endapan). Harga koefisien 3,2 ~ 5,5

d = Diameter butir / endapan maksimum

Jadi, kecepatan pembilasan sangat ditentukan oleh diameter butir maksimum yang

lewat, dimana dianggap diameter material yang lewat (d) adalah 0,3 m dan c yang

diambil adalah 5.

Maka :

vc = 1 .5⋅c⋅√d

= 1,5 . 5 . √0,30

= 4,108 m/dt

4.2.1 Pintu Terbuka Sebagian

Rumus:

vc = c .√2 . g . z = c .√2 . g .(H - 1/2 y )

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 93

Page 10: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

dimana :

c = koefisien (tergantung dari lebar pintu) = 0,7

y = tinggi bukaan pintu

H = M.A.N = 3,40 m

vc = c . √2 . g . z

4,108 = 0,7 . √2.9,8 . z

4,1082 = 0,72 . 2 . 9,8 . z

z = 1,757 m

z = H − 12 y

12 y = H – z

y = (3,4 – 1,757) . 2

y = 3,286 m

Gambar 4.7 Pintu Pembilas Terbuka Sebagian

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 94

Page 11: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Keterangan :

vc = kecepatan pembilasan (m/dt)

c = koefisien pengaliran (0.7)

y = tinggi bukaan pintu (m)

H = MAN = minimum head, tinggi minimum bukaan untuk pengurasan (m)

4.2.2 Pintu Terbuka Penuh

Bukaan penuh (tinggi bukaan untuk pengurasan)

Rumus :

Q = b⋅d⋅μ⋅√2 . g . z

Dimana :

A = b . d

= 1,8 . d

= 1,8 d

µ = 0,75

g = 9.8 m2/dt

z =

H3

Q = b ⋅d⋅ μ⋅√2⋅g⋅z

= b⋅d⋅μ⋅√2⋅g⋅H

3

= 1,8 d⋅0 .75⋅√2⋅( 9.8 )⋅

H3

= 1,8 d⋅1 , 918√H

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 95

Page 12: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Vc =

QA

4,108 =

1,8 d⋅1 ,918√ H1,8 d

H = 4,587 m ¿ 4,6 m (tinggi minimum untuk pengurasan/pembilasan)

z =

H3

=4,63

=1 ,533 m

d = H – z = 4,6 – 1,533 = 3,067 m ≈ 3,1 m

Gambar 4.8 Pintu Pembilas Terbuka Penuh

Keterangan :

vc = kecepatan pembilasan (m/dt)

c = koefisien pengaliran (0.7)

y = tinggi bukaan pintu (m)

H = tinggi minimum bukaan untuk pengurasan (m)

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 96

Page 13: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

4.2.3 Pembebanan dan Perencanaan Dimensi Pintu Pembilas

Tinggi balok yang menerima beban paling besar diambil, h = 0,25 m

γw = 1 t/m3

γs = 0,6 t/m3

Ø = 30o

Ka = tan2 (45o - Ø/2) = 1/3

Akibat tekanan air

h1 = M.A.B = 5,623 m

h2 = 5,623 – 0,25 = 5,373 m

Pw =

γ air⋅(h1+ h2)2

⋅h

= 1⋅(5,623+5 , 373)

2⋅0,25

= 1,375 t/m

Akibat tekanan lumpur

h3 = 3,40 m (tinggi bendung)

h4 = 3,40 – 0,25 = 3,15 m

γ lumpur = 0.6 t/m3

Ps =

γs ⋅(h3+h4)2

⋅h

= 0 ,6 .(3,40+ 3,15 )

2⋅0,25

= 0,491 t/m

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 97

Page 14: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Tekanan total yang terjadi pada pintu

Ptotal = Pw + Ps

= 1,375 + 0,491

= 1,866 t/m

Momen Lentur

Lebar balok (b) = 1,8 m (untuk Q = 3,5 m3/dt)

L = b + ½ a + ½ a = b + a = 1,8 + 0,15 = 1,95 m

M =

18⋅Ptot⋅L2

=

18⋅1 ,866⋅1 , 952

= 0,9 ton.m

Dipakai Kayu Kelas I, = 1500 t/m2 ( PKKI’61 hal 6)

Kayu terendam air, =

23 x 1500 = 1000 t/m2

=

Mw

=

M16⋅h⋅t2

1000 =

0,916⋅0,25⋅t2

t = √ 0,9

1000⋅0 , 25⋅(16 )

t = 0,146 m ≈ 0,15 m = 15 cm

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 98

Page 15: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 99

Page 16: Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas

Keterangan :

P = tekanan air di depan pintu (t/m)

L = panjang pintu pembilas (m)

M = momen lentur pada pintu (tm)

t = tebal pintu pembilas (cm)

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 100